18CrMnNiMoA钢齿轮钢替代18Cr2Ni4WA钢的分析与对比
18CrMnNirMoA共渗型类的合金结构用钢具有较高的淬透性和较好的切削加工性能，锻造时冷裂倾向小且不易产生磨裂纹，热处理工艺简单，合金结构用钢材的价格低廉。对18CrMnNirMoA钢替代18Cr2Ni4WA钢翻造煤矿机械重藏齿轮，在保证芯裁齿轮质量的同时，简化热处理工艺，提高工艺性能，降低重载齿轮的生产成本。在资源的转换中起了很重要的作用。不同钢类产品分析的方式也采取不一样，而我们主要从以下几个方面来分析和比对。
1.化学成分对比分析
18CrMnNiMoA钢是铬锰镍锢系合金钢，其中铬、钼、锰元素均可增加钢的淬透性，镍元素可强化铁素体，提高钢的强度，并改善钢的韧性，钼在钢中，既可固溶铁素体或奥氏体，又可形成碳化物，起固溶强化和沉淀强化作用，在保持高韧性的同时，提高钢的强度。所以从化学成分来看，以18CrMnNiMoA钢中的多元少量合金元素的综合作用，基本可以达到18Cr2Ni4WA中较高的合金含量所起到的作用。
重载齿轮代用钢的选择
表1 两种钢的常规力学性能
表1 两种钢的常规力学性能
| 材料 | 热处理工艺 | σ1/MPa | σ2/MPa | σ10/MPa | ψ/% | σk/J.CM |
| 18CrMnNiMoA | 830℃油淬 | 1496 | 1387 | 12 | 58 | 124 |
| 200℃回火 | ||||||
| 18Cr2Ni4WA | 830℃油淬 | 1485 | 1342 | 13 | 59 | 126 |
| 200℃回火 |
表2 两种钢渗碳淬火后的冲击韧性和静弯曲强度
2.从识别结果来进行分析，网络对待识样本进行了正确分类。2个样本分别是正常和齿根裂纹。从这个实例可以看出、正常和故障信号有比较好的重复性。该识别方法对齿轮的故障模式识别的精度较高，一方面对待识样本进行了正确的分类；另一方面对偏离训练样本的征兆也能正确识别。但是人为制造齿轮故障的局限性。有些故障有痔于模拟，本文只进行了两类模式识别，多故障（两种故障以上）和故障融合正在研究中。
| 材料 | 热处理工艺 | σk/J.cm-2 | σb/MPa | |
| 18CrMnNiMoA | 920℃渗碳 | 650℃回火 | 24.2 | 2107 |
| 830℃油淬 | 200℃回火 | |||
| 18Cr2Ni4WA | 930℃渗碳 | 680℃回火 | 25.5 | 2225 |
| 830℃油淬 | 200℃回火 | |||
从表l、表2可以看出：18CrMnNiMoA钢和18Cr2Ni4WA钢在热处理规范相同的条件下，常规力学性能指标相当，渗碳淬火后σk值和σbb值也相近，而后者在一定程度上更能反映材料制造煤矿重载齿轮在井下工矿条件下的承受能力，因此从强韧性综合考虑。8CrMnNiMoA钢也是可以替代18Cr2Ni4WA钢的。
3.淬透性对比分析
通过比较，18Cr2N14WA钢淬透性远比18CrMnNiMoA钢高，但淬透性过高，热处理后应力大，变形也大，热处理工艺相对复杂，从重戴齿轮要求的淬透性和热处理变形等方面的综合考虑，18CrMnNiMoA钢就可满足替代要求。合金结构用钢在这些淬透性、热处理技术上还有待加强。
4.工艺性能对比分析
18CrMnNiMoA钢是低镍铬合金钢，与I8Cr2N14WA钢捆比，其锻造温度低，从而减少了冷裂倾向，同时锻后正火高温回火硬度低，淬火后心部硬度也较低，便于切削加工，而且其热处理工艺省去了等温淬火和冰冷处理工序，因而具有较好的锻造、切削和热处理工艺性能，而I8Cr2Ni4WA钢正火后高温回火软化温度较窄，回火温度稍低或稍高都会使硬度偏高，且易产生磨削裂纹。因此从工艺性能角度看,18CrMnNiMoA钢也是较为理想的代用材料。
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资料来源：弘超模具科技有限公司结构钢事业部（技术部）【 浏览次数:75 】 【 加入时间:2012-10-24 16:42:12 】 【 关闭本页 】
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